物质
物质的表面具有表面张力σ,在恒温恒压下可逆地增大表面积dA,则需功σdA,因为所需的功等于物系自由能的增加,且这一增加是由于物系的表面积增大所致,故称为表面自由能或表面能。 也可以这样理解,由于表面层原子朝向外面的键能没有得到补偿,使得表面质点比体内质点具有额外的势能,称为表面能。
内能改变
由于物体表面积改变而引起的内能改变,单位面积的表面能的数值和表面张力相同,但两者物理意义不同。 例子:比如东西放时间长了会发现有灰尘附着,就是因为灰尘附着降低了物体的表面积,从而降低了物体的表面能,物质能量都有自动趋向降低,保持稳定的特点。编辑本段表面能级能量守恒
砸碎石头,就增大了石头的表面能,但是同时你也做了功,能量守恒。 大学化学的解释是表面层分子比内部分子多出一部分能量称为表面能。 表面能级:晶体内部原有的三维周期性在表面处中断而形成的电子能级,又称表面态。
特殊的性质
由于表面层中的电子所处的表面势场与三维晶体内部不同,电子态就表现出特殊的性质。 理论上, 常把传统的能带计算法(见能带理论)应用于表面薄层,以计算电子能量和波函数。描述表面电子态的波函数只存在于表面几个原子层的区域内,进一步深入内部时,波函数迅速衰减。从化学键模型看,表面能级起源于表面原子朝外方向具有不饱和的价键,称为悬挂键。